Descrizione del progetto
Tecniche intelligenti basate sui dati per definire il funzionamento delle molecole biologiche
I motori biologici, come la V1Vo-ATPasi, sono macchine molecolari presenti nelle cellule viventi che convertono l’energia chimica in lavoro meccanico con un’efficienza notevole. Tuttavia, a causa delle limitazioni computazionali è difficile comprendere il quadro a livello atomico delle loro transizioni tra gli stati funzionali sulla scala del millisecondo. Il progetto MilliInMicro, finanziato dal CER, propone un approccio olistico per collegare le simulazioni al microsecondo con i processi biologici su scala del millisecondo. I ricercatori useranno metodi basati sui dati per determinare le coordinate delle reazioni chiave con algoritmi avanzati per mappare i percorsi di energia libera. Inoltre, accelereranno il processo di indagine di questi percorsi tramite metodi avanzati che mappano paesaggi energetici complessi molto più velocemente delle tecniche esistenti. I risultati del progetto potrebbero chiarire gli effetti delle mutazioni che causano malattie e contribuire alla progettazione di cellule artificiali.
Obiettivo
Complete understanding of how complex biological objects operate and fulfill their cellular role requires at its core a detailed picture of the millisecond (ms) conformational transitions between functional states. Computational investigation of such ms–events is thwarted by our difficulty—and often impossibility—to identify and sample efficiently the relevant degrees of freedom at play, as well as the current limitation of all-atom molecular dynamics to the microsecond (μs) timescale on common computer architectures. Guided by concrete biological questions that experiment alone has hitherto proven unable to address, we propose a holistic approach to bridge affordable μs–computer simulations and ms–biological processes without the aid of a special-purpose supercomputer. To meet this grand theoretical challenge, we will associate two powerful developments to make the quantum leap, and open a breadth of applications, scaling up to very large biological objects, so far inaccessible to μs–timescale computer simulations. First, we will determine the reaction coordinate in an unprecedented combination of data- driven discovery of collective variables and advanced algorithms to find the minimum free-energy pathway that connects the end states of the conformational transition. Second, we will accelerate sampling along this pathway by associating ergodic schemes to a novel approach that maps complex free-energy landscapes significantly faster than its competitors. We will apply this methodology to a V1Vo–ATPase, a complete ATP–driven biological motor that converts over the ms–timescale the chemical energy of ATP hydrolysis into mechanical work, with minimalist dissipation. Beyond illuminating the allosteric pathways that underlie the conformational transition, atomic-level description of the rotary-catalysis milestones will shed new light on the effects of pathological mutations altering ATP activity, while helping engineer artificial cells with accelerated ATP turnover.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
- scienze naturali scienze biologiche genetica mutazione
- ingegneria e tecnologia ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica ingegneria elettronica hardware supercomputer
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-ADG
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
75794 PARIS
Francia
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.